曹 政，王小花，蔡繼權(quán)，陳八斤

（1.浙江傳化股份有限公司，浙江杭州 311215；2.陶氏化學（中國）有限公司，上海 201312）

聚硅氧烷是一類重要的化學品，廣泛用于紡織、皮革、聚氨酯、個人護理和涂料等各個行業(yè)。在紡織工業(yè)中，聚硅氧烷主要用于紡織品的后整理，賦予織物柔軟、光滑、蓬松等手感，提高其附加值。氨基改性聚硅氧烷（俗稱氨基硅油）是目前應(yīng)用非常廣泛的硅油柔軟劑，其中的氨基一方面能與纖維表面上的羧基、羥基等作用形成氫鍵；另一方面氨基能被陽離子化，形成陽離子，易與帶負電的纖維表面結(jié)合。通過這二方面的作用，氨基硅油可以與纖維形成非常牢固的結(jié)合，從而使其整理的效果大大提高。

非離子乳化劑是最常用的氨基硅油乳化劑。近年來，隨著環(huán)保法規(guī)的加強和人們對表面活性劑認識的提高，用于乳化氨基硅油的非離子表面活性劑通常應(yīng)該滿足以下幾個方面的要求：

（1）不含烷基酚聚醚

有關(guān)烷基酚聚醚的毒性和生物降解性等環(huán)保問題已經(jīng)爭論了很久。 目前的情況是歐盟已經(jīng)禁止這類表面活性劑的使用，而美國則沒有這方面的限制。對于以出口為導向的中國紡織品來說，很多下游廠家要求所用的表面活性劑不含烷基酚聚氧乙烯醚。

（2）乳化能力

乳化硅油時，表面活性劑需要具備有效的乳化能力，這里所謂的乳化能力包括二層含義。其一是乳化一定量的氨基硅油所需的表面活性劑的質(zhì)量，也可以用乳化劑的質(zhì)量與氨基硅油的質(zhì)量的百分比來表示。相同條件下，所需表面活性劑的量越少，說明該表面活性劑對氨基硅油的乳化能力越強。其二是乳化后氨基硅油的穩(wěn)定性，硅油乳液要求發(fā)藍光，耐鹽耐堿耐硬水，貯存時間長。

（3）泡沫性能

泡沫太多，在后續(xù)的整理工序中，會造成二個方面的問題。一是泡沫在布面或織物上，易造成整理不均的現(xiàn)象，手感不勻，也會影響之后加工的質(zhì)量。 二是泡沫聚集，易造成硅油乳液的破乳，發(fā)生黏輥現(xiàn)象。所以，雖然不像某些程序如溢流染色或精練，對泡沫的要求非常嚴格，但硅油整理也要求硅乳的泡沫應(yīng)盡量低，所以就要求所用的乳化劑起泡較低，消泡較快。

（4）潤濕性能

織物或纖維的硅油柔軟整理是濕加工工藝，要求織物在整理液中能被快速潤濕和滲透，這就要求表面活性劑具有優(yōu)良的潤濕滲透性能。

（5）對織物手感、黃變和摩擦牢度等方面的影響

織物的手感是一個非常重要的指標，相同的硅油，用不同的乳化劑乳化，織物的手感也會不同，要求所用乳化劑能使織物呈現(xiàn)更好的手感。另一方面，印染加工對織物的黃變、摩擦牢度等指標關(guān)注較多，有機硅乳液中的乳化劑在整理織物時對結(jié)合在纖維內(nèi)部的染料有一定的萃取作用，會導致織物表面染料濃度增加，引起顏色偏深和摩擦牢度下降，通常要求所用乳化劑對織物的黃變、摩擦牢度等方面影響要小。

除此之外，通常來說，對表面活性劑的要求還包括：沒有刺激性氣味，易處理等。當然，最后的也是非常重要的一點要求就是價格合適，性價比高。

ECOSURFTMEH 系列是一類特殊的烷基醇醚非離子表面活性劑，具有優(yōu)越的環(huán)保性能，符合美國環(huán)保署（EPA）的表面活性劑環(huán)保設(shè)計（DfE）篩選標準，易于生物降解（OECD 301F 測試），且水生毒性極低（EC50＞10 mg/L）。 除此之外，該系列表面活性劑還具有熔點低、快速溶解、凝膠范圍窄和氣味極低等特點。 本文評價了該系列表面活性劑在氨基硅油乳化中的應(yīng)用。

1 實驗

1.1 實驗材料和儀器

ECOSURFTMEH-3，ECOSURFTMEH-6，ECOSURFTMEH-9：陶氏化學(中國)有限公司；氨基硅油（氨值0.4，親水親油平衡值10.4）：浙江傳化股份有限公司；其他化學試劑：試劑級，中藥集團。 電子恒速攪拌機；數(shù)顯恒溫水浴鍋；離心機；電子天平；VPM-1A 型軋車；PT-2A 銷板拉幅機；Datacolor 測色儀SF300：美國Datacolor 公司。

1.2 實驗方法

泡沫測定：用Ross-mile 方法測定，具體參見國標GB/T 7462—1994[1]。 在本實驗中，表面活性劑的濃度是0.1%，使用非離子水而不是硬水配置表面活性劑水溶液。

潤濕能力測定：用帆布沉降法，測定不同表面活性劑水溶液對標準帆布圈的潤濕時間。 詳細內(nèi)容可以參考HG/T 2575—1994[2]。

硅油乳化：用反相法。將表面活性劑和氨基硅油混合，攪拌均勻，加入少許35%醋酸溶液并攪拌至均一狀態(tài)。慢慢滴加水，并確保每次滴加前硅油乳液已充分混合均勻。在轉(zhuǎn)相前后，尤其要注意控制水的滴加速度。整個過程持續(xù)約2 h。加水完畢后，加入少許助溶劑，得到有效含量為16.3%的硅油乳液。

氨基硅油乳液的耐鹽穩(wěn)定性測定：配置15 g/L元明粉、15 g/L 純堿、0.1 g/L 活性橙的鹽溶液 （模擬染廠受污染工作液），然后將有機硅乳液用鹽溶液配置成50 g/L 的工作液，在50 ℃水浴振蕩鍋中測試，每隔0.5 h 觀察1 次，無漂油現(xiàn)象為穩(wěn)定性好，如果測試3 h 以上保持穩(wěn)定，認定耐鹽性合格。該方法模擬印染加工工藝中，上柔軟整理前道工藝加工后沒有水洗干凈，帶入高濃度鹽對乳液穩(wěn)定性的破壞性模擬實驗。

織物整理手感評價：柔軟劑用量為20～100 g/L；浸軋加工流程，常溫浸軋（軋液率： 80%）→烘干或定型（160 ℃×60 s）；整理布樣冷卻后經(jīng)多位有經(jīng)驗的手感評價專家從滑度、 彈性和柔軟度等方面綜合評價,將原布手感定為1 分，手感評定最好為5 分，最后取平均值來確定評價結(jié)果[3]。

黃變、色變評價：用浸軋法在增白布或容易變色的織物上進行柔軟處理，用Datacolor 測色儀測試其與未處理樣的白度和△L*、△a*、△b*、△E及GS 值。 其中：△L*為明度差；△a*為紅綠色光差，正值表示偏紅光；△b* 為黃藍色光差，正值表示偏黃光；△E 為總色差；GS 為變色等級。

摩擦牢度測試： 具體參見國標GB/T3920—1997[4]。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 泡沫性能

根據(jù)Ross-mile 方法，ECOSURFTMEH-9 和其他對比表面活性劑的泡沫高度如圖1 示。 選擇的對比表活的類型涵蓋了目前市場上大部分用于乳化氨基硅油的非離子表活類型，除了壬基酚類和普通線性脂肪醇聚氧乙烯醚類，還有仲醇類、異構(gòu)十三醇類、Guebert 支鏈醇等類型的聚氧乙烯醚。

可以看出，首先，ECOSURFTMEH-9 的起始泡沫高度不到50 mm, 遠低于對比表活；其次，5 min后，該表活的中止泡沫高度也很低，說明其泡沫破裂速度快。值得指出的是，ECOSURFTMEH 系列共有3 個牌號，除了ECOSURFTMEH-9，還有ECOSURFTMEH-6 和ECOSURFTMEH-3。 后兩者的起始和中止泡沫高度比ECOSURFTMEH-9 的還要低。 所以，ECOSURFTMEH 具有優(yōu)越的泡沫性能，即起泡低，泡沫破裂速度快。 從泡沫性能來說，ECOSURFTMEH 適用于配置硅油乳液。

圖1 表面活性劑的泡沫高度

2.2 潤濕性能

表1 列出了在硅油乳化中經(jīng)常用到的表面活性劑以及ECOSURFTMEH 的潤濕時間。 可以看出，ECOSURFTMEH 的潤濕性能與其他表面活性劑具有可比性或優(yōu)于其它表面活性劑。所以，從潤濕性能方面來講，ECOSURFTMEH 可以作為硅油的乳化劑使用。

表1 各表面活性劑在不同濃度下的潤濕時間

2.3 乳化性能

用EH-3 和EH-9 組成不同的配方，乳化氨基硅油，觀察乳液外觀并測定其耐鹽堿性能，結(jié)果見表2。 首先，固定乳化劑質(zhì)量都為硅油質(zhì)量的45%，調(diào)節(jié)EH-3 和EH-9 的組成，當二者的質(zhì)量比為1.5～1.7 時，所得硅油乳液外觀透亮，發(fā)藍光，能達到耐鹽堿性的要求。 固定EH-3 和EH-9 的質(zhì)量比組成為1.5 和1.7，當降低二者的總質(zhì)量為硅油質(zhì)量的42%時，所得硅油乳液在外觀和耐鹽堿性方面都能達到要求。 與公司目前配方中所用的表活相比，在保證乳液外觀和耐鹽堿性分別達到要求的前提下，ECOSURFTMEH 的用量相對較少，可以用到硅油質(zhì)量的42%，而對比表活的用量則為50%。

表2 ECOSURF TM EH對氨基硅油的乳化情況

2.4 應(yīng)用評價

選用不同乳化劑來乳化同一氨基硅油，制備成陽離子氨基硅油乳液進行了系統(tǒng)的應(yīng)用手感評價?？椢锏氖指?，按定義是唯一而真實地由手來評價的一個純主觀的感官評價法[5]，手感性能決定了織物的品質(zhì)。用ECOSURFTMEH 乳化的硅油乳液整理織物后，評價其手感，在同等條件下，相對來說，經(jīng)ECOSURFTMEH 乳化的硅油乳液整理后的織物呈現(xiàn)出更好的手感。 表3 中列出了各乳液在全棉機織布（棕色）上的手感特點。

表3 不同乳化劑制備成氨基硅油乳液應(yīng)用手感對比

表4 與表5 列出了不同乳化劑對織物黃變及干濕摩擦牢度的影響。 數(shù)據(jù)表明，經(jīng)ECOSURFTMEH 乳化的硅油乳液整理后的織物在黃變方面與對比樣差不多，對織物的摩擦牢度影響較小，使整理織物的品質(zhì)獲得了很大的提高。

3 結(jié)論

表4 不同乳化劑制成的氨基硅油乳液對織物黃變的影響

ECOSURFTMEH 表活不含烷基酚聚醚； 起泡低，泡沫破裂迅速； 潤濕性能優(yōu)越；ECOSURFTMEH 對氨基硅油的乳化能力強，用較少的量即能得到透明、 穩(wěn)定的硅油乳液。 作為乳化劑 時，ECOSURFTMEH 可以提升織物的手感，對織物的干濕摩擦牢度沒有影響，對織物的黃變影響與對比表活相似?？偟膩碚f，ECOSURF TM EH 符合目前市場對乳化氨基硅油的表面活性劑的要求，適合作為氨基硅油的乳化劑使用，值得在市場上推廣。

表5 不同乳化劑制成的氨基硅油乳液對織物摩擦牢度影響的對比

[1]GB/T 7462—1994《表面活性劑發(fā)泡力的測定》.

[2]HG/T 2575—1994《表面活性劑潤濕力的測定（浸沒法）》.

[3]陳達斌，馮繼榮.織物整理用氨基硅微乳的制備[J].有機硅材料，2001，15（4）：27.

[4]GB/T 3920—1997《紡織品色牢度試驗?zāi)湍Σ辽味取?

[5]棟梁.織物手感及其評價方法(五)[J]印染，1997，23（8）：29.